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###机械工业机器人项目简介二零一五年一月第一部分 工业机器人发展历史及应用范围一、工业机器人发展历史现代机器人的研究始于20世纪中期，其技术背景是计算机和自动化的发展，以及原子能的开发利用。自1946年第一台数字电子计算机问世以来，计算机取得了惊人的进步，向高速度、大容量、低价格的方向发展。 1954年美国戴沃尔最早提出了工业机器人的概念，并申请了专利。该专利的要点是借助伺服技术控制机器人的关节，利用人手对机器人进行动作示教，机器人能实现动作的记录和再现。这就是所谓的示教再现机器人。现有的机器人差不多都采用这种控制方式。 作为机器人产品最早的实用机型（示教再现）是1962年美国AMF公司推的“VERSTRAN”和UNIMATION公司推出的“UNIMATE”。这些工业机器人的控制方式与数控机床大致相似，但外形特征迥异，主要由类似人的手和臂组成。 1965年，MIT的Roborts演示了第一个具有视觉传感器的、能识别与定位简单积木的机器人系统。 1967年日本成立了人工手研究会（现改名为仿生机构研究会），同年召开了日本首届机器人学术会。 1970年在美国召开了第一届国际工业机器人学术会议。1970年以后，机器人的研究得到迅速广泛的普及。 　1973年，辛辛那提米拉克隆公司的理查德豪恩制造了第一台由小型计算机控制的工业机器人，它是液压驱动的，能提升的有效负载达45公斤。 到了1980年，工业机器人才真正在日本普及，故称该年为“机器人元年”。 随后，工业机器人在日本得到了巨大发展，日本也因此而赢得了“机器人王国的美称”。 80年代，将具有感觉、思考、决策和动作能力的系统称为智能机器人，这是一个概括的、含义广泛的概念。机器人的技术（如传感技术、智能技术、控制技术等）扩散和渗透到各个领域形成了各式各样的新机器机器人化机器。 当前与信息技术的交互和融合又产生了“软件机器人”、“网络机器人”的名称，这也说明了机器人所具有的创新活力。二、工业机器人应用范围从广义上来说，除了表演机器人外，其余的都可叫做工业机器人。目前，工业机器人的应用领域主要在以下三个方面。2.1自动化工业领域。　早期工业机器人在生产上主要用于：机床上下料、点焊和喷漆。随着柔性自动化的出现，机器人扮演了更重要的角色，现举例如下。　（1）焊接机器人。焊接工艺是工业机器人应用的重要领域，它使人从灼热的、不舒服的、有时是危险的工作环境中解脱出来。在焊接工艺中，机器人主要用于点焊和弧焊作业。点焊机器人能保证复杂空间结构件上焊接点位置和数量的正确性，而人工作业往往在诸多的焊点中会遗漏。弧焊机器人需要六个自由度，三个自由度用来控制焊具跟随焊缝的空间轨迹，另三个自由度保持焊具与工件表面有正确的姿态关系，这样才能保证良好的焊缝质量。（2）材料搬运机器人。材料搬运机器人可用来上下料、码垛、卸货以及抓取零件重新定向等作业。一个简单抓放作业机器人只需较少的自由度；一个给零件定向作业的机器人要求具有更多的自由度，增加其灵巧性。（3）检测机器人。零件制造过程中的检测以及成品检测都是保证产品质量的关键问题。它主要有两个工作内容：确认零件尺寸是否在允许的公差内；零件质量控制上的分类。（4）装配机器人。装配是一个比较复杂的作业过程，不仅要检测装配作业过程中的误差，而且要试图纠正这种误差。因此，装配机器人应用了许多传感器，如接触传感器、视觉传感器、接近觉传感器、听觉传感器等。听觉传感器用来判断压入件或滑入件是否到位。图11.17所示是用机器人装配计算机硬盘。用两台SCARA型装配机器人装配计算机硬盘的系统，它具有一条传送线、两个装配工件供应单元（一个单元供应A～E五种部件；另一个单元供应螺钉）。传送线上的传送平台是装配作业的基台。一台机器人负责把A～E五个部件按装配位置互相装好，另一台机器人配有拧螺钉手爪，专管把螺钉按一定力矩要求安装到工件上。全部系统是在超净间安装工作的。　　图11.17机器人装配计算机硬盘　1—螺钉供给单元；2—装配机器人；3—传送辊道；4—控制器；5—定位器；6—随行夹具；7—拧螺钉器（5）喷漆和喷涂。喷涂作业机器人的应用范围越来越广泛，除了在汽车、家用电器和仪表壳体的喷涂作业中大量采用机器人工作外，还在涂胶、铸型涂料、耐火饰面材料、陶瓷制品釉料、粉状涂料等作业中开展应用。（6）其他诸如密封和粘接、清砂和抛光、熔模铸造和压铸、锻造等等也有广泛的应用。2.2恶劣工作环境，危险工作场合这个领域的作业是一种有害于健康，并危及生命或不安全因素很大而不宜于人去干的作业，用工业机器人去干是最适宜的。比如，核电站蒸汽发生器检测机器人，可在有核污染的并危及生命的环境下替人进行作业。又如爬壁机器人特别适合超高层建筑外墙的喷涂、检查、修理工作。再如机器人在冲床上下料、采矿、喷漆、锻造及水下作业等